Способ получения фурфурола

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (1 251 7 1) 307/50 В 0 22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енн и Ух отапо СР 98 Свежесобранные листья борщевика или подсолнечника (или другой технической культуры) измельчают и заливают ацетоном, После выдерживания в течение 72 ч ацетоновый экстракт отжимают под прессом и удаляют ацетон на роторном испарителе под вакуумом 20 мм рт.ст. Отогнанный ацетон можно повторно испольэовать для экстракции. Оставшуюся часть экстракта, представляющего собой хлорофилл- содержащую суспензию в воде, отфильтровывают и получают хлорофилловую пасту, которую используют для синтеза катализатора. В реактор емкостью 500 см помещают 5 г полученной хлорофилловой пасты, которую растворяют я к усоверпол чения о 1. Получение каталиП аторОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Сыктывкарский государствуйиверситет им. 50-летия СССРтинский индустриальный инстит(56) Авторское свидетельствоР 1155600, кл . С 07 П 307/50,Авторское свидетельство ССКф 1209692, кл . С 07 Э 307/50,В 01 1 31/06, 1984. 4) СПОСОБ 110 ЛУЧВНИЯ ФУРФУРОЛА7) Изобретение касается гетероцикческих веществ, в частности полуИзобретение относитсшенствованному способу уфурфурола, который находит применение для синтеза полимеров и биологически активных веществ,Цель изобретения - упрощение иудешевление процесса за счет использования более доступного катализатора, в качестве которого используюттрехмерносшитый сополимер акриламида (АА), И,М-метиленбисакриламида(БАА) с хлорофиллом-л, который доп лнительно обработан солью титана.Изобретение иллюстрируется следующими примерами,чения фурфурола, используемого в синтезе полимеров и активных веществПроцесс ведут дегидратацией 2-5 Х-ного водного раствора пентоз при 90-100 Жв присутствии 5-6 Х катализатора-трехмерносшитого сополимера акриламида,М,И-метиленбисакриламида и порфиринового комплекса титана (4+). Комплекс содержится в катализаторе в количестве 2-5 мас.% и его получают реакцией хлорофилла с солью титана(4+). В этих условиях выход фурфурола достигает 92% при упрощении процесса за счет использования более доступного катализатора, получаемогоиэ растительного сырья листьев борщевика или подсолнечника при экстракции ацетоном. 3 табл, 1525155в 50 мп этилового спирта, После этого к спиртовому раствору добавляют200 мл воды, 30 г АА, 3 г БАА 5 гперсульфата аммония в 50 мл воды.Содержимое реактора перемешивают10 мин, после чего добавляют 1,5 млтетраметилэтилендиамина. Сополимериэация протекает при комнатной температуре в течение 5-10 мин, Образовавшийся темно-зеленый полимерный гельразрезают на гранулы и многократноотмывают дистиллированной водой отвсех неиммобилизованных соединений,Выход структурированного сополимера35 г, Содержание магния 0,4 Х, набухаемость в воде 15 г воды/г сополимера. В электронных спектрах поглощения присутствуют полосы поглощения при 400 и 680 нм, что доказываетналичие магнийпорфиринового комплекса в структуре сшитого полиакриламидного геляДля замены иона магния на ион Т 1 к 35 г набухших гранул магнийпорфиринового полимерногогеля приливают 30 мл 15 Х-ного кислого раствора Т 1 С 1. Полимерный гельвыдерживают в течение 24 ч с сольютитана при комнатной температуре изатем отмывают дистиллированной во 30дой до отрицательной реакции на ионС 1 , Получают 34 г титанпорфиринового полимерного комплекса, содержащего 5 мас.Х титанпорфириновогокомплекса, набухаемость 13,8 г воды/ггеля, который используют для дегидратации пентоз.Аналогично получают катализаторс меньшим содержанием титанпорфиринового комплекса, Для этого в сополимеризацию вводят соответственно 3 гхлорофилловой пасты. Получают комплекс, содержащий 2 мас.Х порфиринового комплекса Тд 4 ф)П р и м е р 2. Получение фурфурола.451 л 2/-го водного раствора ксилоэы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией, нагревают до 100 Си перекачивают в течение 3 ч черезслой катализатора, 60 г трехмерно/сшитого сополимера акриламида, И,И -метиленбисакриламида и титанпорфиринового комплекса с содержанием2 мас.Х последнего в катализатореПолучают 11,6 г фурфурола, или 91 Х 55от теоретического,П р и м е р 3. 1 л 5/-ного водного раствора арабинозы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией,о,нагревают до 100 С и прокачивают в те-чение 4 ч через слой катализатора50 г трехмерносшитого сополнмера акриламида, И,Я -метиленбисакриламидаи титанхлорофиллового комплекса ссодержанием последнего 5 Х массовых,Получают 28,8 г фурфурола нлн 90/от теоретического.Л р и м е р 4. Аналогично условиям примера 2 проводят многократноеиспользование катализатора, взятогов примере 1, всякий раз тщательно промывая его водой. После второго,третьего, пятого, десятого использования получают фурфурол с выходомот теоретического 91,90, 88,83 Х,Аналогично можно использовать катализатор до 15-20 раз для полученияфурфурола с высоким выходом.Преимуществом данного способа является использование при получениикатализатора хлорофилла- О взаменпротопорфирина 1 Х. Применение хлорофилла-а, более доступного и дешевоговещества, который получают из растительного сырья, обеспечивает доступность и высокую технологичность процесса получения катализатора,Значительное упрощение процессаполучения катализатора и данном способе состоит в том, что исключаютсятрудоемкие методы выделения и очистки металлопорфиринов или протопорфиринов.Температура процесса 90-100 С,Повышение температуры приводит к частичному разложению фурфурола, а понижение - к снижению скорости процесса , что является нецелесообразным.Результаты исследований приведеныв табл1. Как следует из данных табл. 1,оптимальной температурой является90-100 С,Количество катализатора составляет 5-6 Х от массы раствора пентоз.Увеличение этого количества снижаетскорость циркуляции раствора, а уменьшение приводит к снижению каталитического эффекта. В итоге выход целевого продукта не увеличивается, а в ряде случаев снижается, и для поддержания его на высоком уровне требуется, больше времени,Результаты исследований приведены в табл. 2.5 15251Содержание порфиринового комплекса титана в катализаторе 2-5 мас.7.При меньшем содержании снижается каталитический эффект, при большем - ухудшается набухаемость катализатора5 в воде, что приводит к уменьшению доступности каталитических центров.В обоих случаях снижается выход целевого продукта (табл . 3). Таким образом, данный способ позволяет,упростить процесс за счет применения более дешевого и доступного катализатора, получаемого из расти тельного сырья, при высоком выходе фурфурола (92 Х). Таблица 1 Исходное сырья (объем 1 л) Параметры Ксилоэа Арабиноза 2 80Параметры 2 3 4 5 6 оТемпература, С Количество 100 100 100 100 100 100 40 30 40 50 60 80 1, 15 1, 16 1,15 0,92 1,01 1,15 90 72 90 90 79 Концентрация пентоэы в исходном растворе,7.Температура, СКоличество катализатора, гПродолжительностьпроцесса, чКонцентрация фурфурола в гидролизате, /Выход фурфурола,/от теоретического катализатора,гПр одолжит ел ьность процесса, чКонцентрация Фурфурола вгидролиэате / Выход фурфурла, /. от теоре- тического 55 6формулаизобретенияСпособ получения фурфурола дегидратацией 2-5/-ного водного раствора пентоэ при 90-100 С в присутствиифв качестве катализатора трехмерно/ сшитого сополимера акриламида, М,И метиленбисакриламида и комплекса металла 1 Ч группы с порфирином, содержащего 2-5 мас.Х комплекса и взятого в количестве 5-6/ от массы раствора пентоэ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, используют катализатор,полученный сополимериэацией(акриламида и М,И -метиленбисакриламида с хлорофиллом-а и с последующей обработкой сополимера солью титана,1525155 Таблица 3 Параметры2 3 Температура, С Количество ка 100 100 100 100 50 50 50 50 2,49 2,88 2,85 2,17 78 90 89 Ь 8 Составитель И.ДьяченкоРедактор М.Недолуженко Техред М, Ходанич Корректор О, КРа вцова Заказ 7362/17 Тираж 352 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 1303 5, Москва, Ж, Раушская наб ., д. 4 /5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01 тализатора, гСодержание титанпорфиринового комплекса,в катализаторе,мас.ХПродолжительность процесса, чКонцентрацияфурфурола вгидролизате, %Выход фурфуролч,Х от теоретического Исходное сырье (объем 1 л) - арабиноза 5 Х-ный раствор в опытах